Fournir une carte d'évaluation d'acquisition de données TI : carte d'évaluation ADC, carte d'évaluation DAC
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I. Carte d'évaluation TI ADC : la plate-forme de test de base pour une capture précise du signal analogique
Le module d'évaluation TI ADC (EVM) est une carte de circuit imprimé standardisée spécialement conçue pour évaluer les performances des divers dispositifs ADC de TI. Il intègre la puce ADC, la gestion de l'alimentation, les interfaces d'entrée/sortie de signal, les circuits d'horloge et les interfaces de débogage. Cela élimine le besoin de circuits périphériques complexes, permettant des tests rapides de performances des dispositifs ADC et aidant les ingénieurs à déterminer rapidement si le dispositif répond aux exigences du projet.
1. Positionnement de base et philosophie de conception
La valeur fondamentale du comité d'évaluation de l'ADC réside dans « une validation rapide et des tests précis ». Guidé par ce principe, TI adhère à trois principes de conception : la standardisation, la compatibilité élevée et la facilité d'utilisation. La carte intègre tous les circuits de support essentiels au fonctionnement normal du CAN, y compris les horloges d'échantillonnage externes, les sources de tension de référence et les circuits de conditionnement front-end analogiques. Il dispose également d'interfaces standard pour une intégration flexible avec des équipements de test tels que des générateurs de signaux, des oscilloscopes et des cartes de développement FPGA, s'adaptant à divers scénarios de test. Que ce soit pour la validation des performances en laboratoire ou le développement de prototypes à un stade précoce, les ingénieurs peuvent rapidement utiliser la carte d'évaluation ADC pour raccourcir les cycles de développement de produits.
2. Modèles représentatifs et fonctionnalités de base
Les cartes d'évaluation CAN de TI couvrent plusieurs types de dispositifs CAN, notamment les CAN à registre d'approximation successive (SAR), les CAN Delta-Sigma (Δ-Σ) et les CAN à grande vitesse. Différents modèles correspondent à des paramètres de performances distincts, répondant à diverses exigences d'application. Vous trouverez ci-dessous plusieurs modèles représentatifs et leurs principales caractéristiques :
ADS9813EVM/ADS9817EVM : cartes d'évaluation CAN SAR multicanal haute précision
Ces cartes d'évaluation évaluent respectivement les performances des ADC SAR ADS9813 et ADS9817. Les deux sont des dispositifs économiques à 8 canaux avec une résolution de 18 bits et 2 MSPS par canal, intégrant un frontal analogique et une tension de référence ADC. Ils conviennent aux scénarios d’acquisition de données de haute précision à vitesse moyenne à faible. Les fonctionnalités principales incluent :
-Configuration matérielle complète englobant tous les circuits de support nécessaires pour l'ADS9813/ADS9817. Fournit des options d'horloge d'échantillonnage externe et de tension de référence ADC ; la valeur par défaut est une référence interne de 4,096 V mais peut être configurée pour une entrée de référence externe afin de répondre à des exigences de performances de dérive plus élevées ;
- Prend en charge les configurations d'entrée asymétriques et différentielles. Chaque canal ADC comporte deux connecteurs d'entrée SMA, le connecteur d'entrée négatif pouvant être court-circuité à GND via un cavalier. Cette conception flexible s'adapte à différents types de signaux d'entrée, prenant en charge des plages de tension d'entrée incluant ±12 V et ±10 V ;
- Compatible avec la carte d'acquisition de données TSWDC155EVM (vendue séparément), communiquant avec un ordinateur via interface USB. Lorsqu'il est associé au logiciel d'évaluation de TI, il permet des fonctions d'acquisition de données, d'analyse d'histogramme, d'analyse spectrale et d'analyse linéaire ;
- Dispose d'un connecteur FMC standard sur la face inférieure du PCB pour la connexion aux cartes de développement FPGA standard, élargissant ainsi les scénarios de test. Convient aux applications d'acquisition de données de haute précision à vitesse moyenne à faible dans les domaines de la mesure et du contrôle industriels, de l'instrumentation et des domaines similaires.
ADC12DJ3200EVMCVAL : Carte d'évaluation ADC de qualité spatiale à grande vitesse
Cette carte d'évaluation est spécialement conçue pour évaluer l'ADC haute vitesse ADC12DJ3200 QML-SP. En tant que produit de qualité spatiale, cet appareil offre une résistance aux radiations et convient aux applications haut de gamme dans les secteurs de l'aérospatiale, de la défense et similaires. Les principales fonctionnalités incluent :
- Spécifications hautes performances : résolution de 12 bits prenant en charge des taux d'échantillonnage double canal 4GSPS ou monocanal 8GSPS, équipé d'une interface JESD204B pour la transmission de données à grande vitesse ;
- Configuration matérielle haut de gamme : balun intégré pour entrée analogique couplée au courant alternatif. Horloge provenant d'une solution TI intégrée ou externe. Intègre un nettoyeur de gigue d'horloge à très faible bruit LMK04832 pour garantir la stabilité du signal pendant l'échantillonnage à grande vitesse ;
- La gestion complète de l'alimentation utilise une alimentation 12 V CC, intégrant plusieurs régulateurs de tension résistants aux radiations, notamment le TPS50601A-SP et le TPS7A4501-SP, pour répondre aux exigences d'alimentation de qualité spatiale ;
- Dispose d'un connecteur FMC réservé pour l'interface avec les cartes d'acquisition de données TI ou les cartes de développement FPGA tierces, permettant une adaptation aux scénarios d'acquisition de données haut de gamme et à grande vitesse tels que les communications radar et satellite.
3. Assistance matérielle et logicielle
Conception matérielle
La conception matérielle de la carte d'évaluation TI ADC donne la priorité à la commodité des tests et à la stabilité des performances. Les composants de base comprennent : des puces ADC, des modules de gestion de l'alimentation (intégrant des régulateurs de tension et des circuits de filtrage de puissance ; certains modèles haut de gamme utilisent des régulateurs à faible bruit et résistants aux radiations), des modules d'horloge (fournissant des horloges d'échantillonnage stables avec une commutation d'horloge interne/externe flexible) et des éliminateurs de gigue d'horloge (inclus dans certains modèles). De plus, il comprend des modules de conditionnement de signal (filtrage frontal analogique, conditionnement de gain, circuits de conversion asymétrique/différentiel) et des modules d'interface (connecteurs d'entrée SMA, ports de débogage USB). sources d'horloge externes, avec certains modèles intégrant la suppression de la gigue d'horloge), modules de conditionnement de signal (filtrage frontal analogique, conditionnement de gain, circuits de conversion asymétrique/différentiel) et modules d'interface (connecteurs d'entrée SMA, ports de débogage USB, connecteurs FMC, points de test). Les modèles sélectionnés comportent des zones de composants 0402 réservées pour l'ajout de réseaux de filtres passe-bas de premier ordre afin d'optimiser davantage la qualité du signal.
Assistance logicielle
TI fournit un logiciel d'évaluation dédié (GUI) pour chaque carte d'évaluation ADC, prenant en charge les systèmes d'exploitation courants, notamment Windows 10 64 bits. Les fonctionnalités de base comprennent : la configuration des paramètres de l'appareil (taux d'échantillonnage, gain, plage d'entrée, etc.), l'acquisition et l'affichage des données en temps réel, le stockage et l'exportation des données, l'analyse des mesures de performance (calcul des facteurs de qualité tels que le SNR et le THD, ainsi que l'histogramme et l'analyse du spectre). De plus, il prend en charge le développement secondaire à l'aide de langages de programmation tels que Python, MATLAB et LabVIEW, permettant aux ingénieurs de personnaliser les solutions de test en fonction d'exigences spécifiques. Certains modèles permettent le contrôle des appareils et l'échange de données via les interfaces SPI.
4. Scénarios d'application typiques
Les cartes d'évaluation TI ADC trouvent de nombreuses applications dans des scénarios nécessitant l'acquisition de signaux analogiques et la validation des performances, notamment : la mesure et le contrôle de processus industriels (vérification de signaux analogiques tels que la température, la pression et le débit) ; équipement médical (acquisition de signaux ECG/EEG, test de paramètres physiologiques de haute précision) ; instrumentation de test (étalonnage et vérification des performances de l'ADC pour oscilloscopes, multimètres, etc.) ; aérospatiale et défense (acquisition de signaux radar à grande vitesse, validation de la conversion des données des équipements de qualité spatiale) ; l'électronique automobile (acquisition de signaux de capteurs de véhicules, par exemple capteurs de pression des pneus et de consommation de carburant) et les mesures de détection de haute précision (balances électroniques, tests de jauges de contrainte, etc.).
II. Carte d'évaluation TI DAC : une plate-forme de tests critiques pour une reconstruction efficace du signal numérique
Complétant la carte d'évaluation TI ADC, cette plate-forme de test standardisée est spécialement conçue pour évaluer les performances des divers dispositifs DAC de TI. Il intègre des puces DAC, une gestion de l'alimentation, des interfaces numériques, un conditionnement de sortie analogique et des circuits d'horloge, permettant une conversion rapide des signaux numériques en signaux analogiques. Cela facilite la vérification des mesures de performances critiques telles que la précision de sortie, la linéarité et le bruit, permettant ainsi aux ingénieurs d'accélérer la sélection des appareils et l'intégration du système.
1. Positionnement de base et philosophie de conception
La valeur fondamentale de la carte d'évaluation DAC réside dans « une conversion efficace et une validation précise ». La conception de TI donne la priorité à « la compatibilité, la flexibilité et la facilité d'utilisation ». La carte intègre tous les circuits périphériques requis pour le fonctionnement normal du DAC, éliminant ainsi le besoin d'une interface numérique supplémentaire ou d'une conception de circuit de sortie analogique, permettant des tests rapides de performances des appareils DAC. De plus, des interfaces standard sont fournies pour une intégration flexible avec les cartes de développement FPGA, les analyseurs de signaux, les oscilloscopes et autres équipements, s'adaptant à divers scénarios de test. Cela permet aux ingénieurs de valider rapidement les résultats de la conversion numérique-analogique, raccourcissant ainsi les cycles de développement de projets.
2. Modèles représentatifs et fonctionnalités de base
Les cartes d'évaluation TI DAC couvrent divers types de dispositifs DAC, y compris les variantes basse vitesse haute précision et haute vitesse haute résolution, ainsi que les DAC intelligents et les DAC haute vitesse. Ils répondent à différentes exigences de puissance et de fréquence pour les sorties analogiques. Les principaux modèles représentatifs et leurs principales caractéristiques sont décrits ci-dessous :
DAC3283EVM : Carte d'évaluation DAC double canal haute vitesse
Cette carte d'évaluation évalue le dispositif DAC haute vitesse DAC3283. Doté de deux canaux, d'une résolution de 16 bits et d'un taux d'échantillonnage de 800 MSPS avec une linéarité élevée, il convient aux applications de génération de signaux haute fréquence. Les fonctionnalités principales incluent :
- Performances exceptionnelles à haute vitesse prenant en charge l'entrée de données DDR LVDS de 8 octets de large, avec filtre d'interpolation 1x/4x intégré offrant une linéarité exceptionnelle dans les scénarios de sortie haute fréquence et fréquence intermédiaire ;
- Puces complémentaires embarquées, y compris le générateur d'horloge/nettoyeur de gigue CDCE62005 fournissant une synchronisation stable pour le DAC, ainsi que le modulateur de quadrature TRF3704 (50 MHz à 6 GHz) capable de convertir les signaux de sortie I/Q du DAC en signaux RF réels, permettant l'évaluation de solutions complètes d'émetteur RF ;
- Hautement compatible, utilisable avec le TSW1400EVM via un port LVDS 1,25 Gbit/s pour la réception de mires de test ; la puce d'horloge intégrée permet la synchronisation entre TSW1400EVM et DAC3283EVM ;
- Équipé d'une carte adaptateur FMC-DAC pour la connexion aux cartes de développement FPGA à interface FMC standard (telles que les dernières cartes d'évaluation FPGA de Xilinx), élargissant les scénarios de test pour les applications de génération de signaux haute fréquence dans les systèmes de communication, les radars et les instruments de test.
DAC38RF82EVM : Carte d'évaluation DAC PLL ultra-haute vitesse
Spécialement conçus pour évaluer la série DAC38RF82/83/85/93 de DAC haute vitesse, ces appareils atteignent des taux d'échantillonnage allant jusqu'à 9 GSPS avec une haute résolution et un faible bruit de phase, ce qui les rend adaptés aux scénarios de génération de signaux RF haut de gamme. Les fonctionnalités principales incluent :
- Spécifications hautes performances prenant en charge une résolution double canal 14 bits, des taux d'échantillonnage jusqu'à 9 GSPS, une interpolation 1x-24x intégrée et des PLL intégrées 6 GHz/9 GHz pour simplifier la génération d'horloge système ;
- Configuration matérielle haut de gamme : transformateur d'impédance 2:1 intégré fournissant des sorties différentielles couplées AC pour une conversion symétrique-asymétrique. Les régulateurs à faible bruit intégrés (par exemple, LP5907, TPS7A8101) assurent la stabilité du signal de sortie ;
- Exceptionnellement convivial, compatible avec le module d'évaluation TSW14J56EVM. Utilise une interface logicielle intuitive pour contrôler le DAC et la puce d'horloge LMK04828 intégrée via l'interface SPI pour la configuration et les tests des paramètres ;
- Dispose d'un connecteur FMC standard pour l'intégration avec des cartes de développement FPGA tierces, adapté aux applications de génération de signaux RF ultra-rapides dans les radars, les communications par satellite et les instruments de test haut de gamme.
3. Assistance matérielle et logicielle
Conception matérielle
La conception matérielle de la carte d'évaluation TI DAC est centrée sur la « précision de la restauration du signal » et la « commodité des tests ». Les composants matériels de base comprennent : la puce DAC ; un module de gestion de l'alimentation (intégrant un régulateur à faible bruit et un circuit de filtrage de puissance, les modèles haut de gamme utilisant une solution d'alimentation de haute précision) ; un module d'horloge (fournissant une horloge de conversion stable, avec certains modèles intégrant une PLL et un nettoyeur de gigue d'horloge) ; un module d'interface numérique (prenant en charge SPI, I2C, LVDS, JESD204 et d'autres interfaces numériques pour varier les débits de données), un module de conditionnement de sortie analogique (circuits de filtrage, d'amplification, d'adaptation d'impédance ; certains modèles intègrent des modulateurs pour la sortie du signal RF) et un module d'interface (connecteurs de sortie SMA, port de débogage USB, connecteurs FMC, points de test).
Assistance logicielle
TI fournit un logiciel d'évaluation dédié (GUI) pour les cartes d'évaluation DAC, compatible avec les systèmes d'exploitation courants. Les fonctionnalités de base comprennent : la configuration des paramètres DAC (taux de conversion, plage de sortie, facteur d'interpolation, etc.), la génération de sources de signaux numériques (formes d'onde personnalisées, formes d'onde standard telles que les ondes sinusoïdales et carrées), l'affichage et la surveillance des formes d'onde en temps réel, l'analyse des mesures de performance (linéarité, bruit, distorsion harmonique, etc.). De plus, il prend en charge l'intégration avec les cartes de développement FPGA, permettant d'envoyer des signaux numériques personnalisés via FPGA pour valider les performances de conversion DAC. Certains modèles prennent en charge le développement secondaire, facilitant ainsi les solutions de test personnalisées.
4. Scénarios d'application typiques
Les cartes d'évaluation TI DAC sont largement déployées dans des scénarios nécessitant une conversion de signal numérique-analogique, notamment :
Systèmes de communication (génération de signaux RF, reconstruction de signaux en bande de base, par exemple 5G, communications par satellite)
Instrumentation de test (générateurs de signaux, vérification de la sortie de signal analogique pour les équipements d'étalonnage), contrôle industriel (génération de signal de commande analogique pour les onduleurs et les systèmes d'asservissement), équipement médical (sortie de signal analogique pour les appareils à ultrasons et les moniteurs de patients, par exemple, signaux d'excitation de forme d'onde), aérospatiale et défense (génération de signal radar, sortie de signal analogique pour les systèmes de guidage de missiles), gestion de l'énergie (génération de référence de tension, vérification du signal de régulation de puissance) et électronique automobile (sortie de signal analogique pour les écrans embarqués et les systèmes audio).
III. Caractéristiques communes des cartes d'évaluation ADC et DAC
- Conception standardisée : les deux adoptent l'architecture de carte d'évaluation standardisée de TI, intégrant tous les circuits périphériques requis pour le fonctionnement normal de l'appareil. Ils sont prêts à l'emploi, éliminant ainsi le besoin de circuits supplémentaires complexes et réduisant considérablement les seuils de test.
- Support logiciel et matériel complet : les deux incluent le logiciel d'évaluation officiel (GUI) de TI prenant en charge la configuration des paramètres, les tests en temps réel, l'acquisition de données et l'analyse. Les interfaces standard sont réservées à une intégration flexible avec les équipements de test et les cartes de développement FPGA, permettant un développement secondaire ;
- Haute compatibilité et flexibilité : compatible avec plusieurs appareils TI ADC/DAC de la même série. L'évaluation des performances de différents modèles peut être réalisée par un simple remplacement de périphérique ou une configuration de paramètres. La conception de l'interface est compatible avec les équipements de test traditionnels ;
- Accélération des cycles de R&D : fournit aux ingénieurs une plate-forme unique pour une sélection rapide des composants, la validation des performances et le développement de prototypes, raccourcissant ainsi le délai de R&D depuis la sélection des appareils jusqu'à l'intégration du système tout en atténuant les risques de conception ;
- Optimisation matérielle professionnelle : intègre des éléments de conception matérielle à faible bruit et à haute stabilité tels que des sources de référence de haute précision, des régulateurs de tension à faible bruit et des éliminateurs de gigue d'horloge pour garantir la précision des résultats des tests.
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